(57)【要約】リソグラフィ装置（１００Ａ、１００Ｂ）用の光学系（２００）であって、第１の構成要素（４０２）、第２の構成要素（４０４）、および第１の構成要素（４０２）と第２の構成要素（４０４）との間に圧力嵌め係合によって保持され、そのためにクランプ力（ＦＫ）を受ける光学素子（３００）を有し、構成要素（４０２、４０４）のうちの少なくとも１つは、光学素子（３００）と接触し、形状記憶合金を有する支承部（４１２、４１２’、４２６）を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ装置（１００Ａ、１００Ｂ）用の光学系（２００）であって、
第１の構成要素（４０２）と、
第２の構成要素（４０４）と、
前記第１の構成要素（４０２）と前記第２の構成要素（４０４）との間に圧力嵌め係合で保持され、このためにクランプ力ＦＫを受ける光学素子（３００）と、を有し、
前記構成要素（４０２、４０４）の少なくとも１つは、前記光学素子（３００）と接触し、形状記憶合金を有する支承部（４１２、４１２’、４２６）を備える、リソグラフィ装置（１００Ａ、１００Ｂ）用の光学系（２００）。
【請求項２】
疑似弾性変形していない状態の前記支承部（４１２、４１２’、４２６）は、点状または線状に前記光学素子（３００）と接触する、請求項１に記載の光学系。
【請求項３】
前記疑似弾性変形していない状態の前記支承部（４１２、４１２’、４２６）は、点状、または線状に、それぞれ２つ以上の点接触あるいは２つ以上の線接触で、前記光学素子（３００）と接触する、請求項２に記載の光学系。
【請求項４】
前記支承部（４１２、４２６）が疑似弾性変形していない状態における、前記支承部（４１２、４１２’、４２６）と前記光学素子（３００）との間の接触面（４４０）は、前記支承部（４１２’）、の疑似弾性変形状態における、前記支承部（４１２、４１２’、４２６）と前記光学素子（３００）との間の接触面（４４０’）、よりも小さい、請求項２又は３に記載の光学系。
【請求項５】
それぞれの場合における前記第１の構成要素（４０２）および／または前記第２の構成要素（４０４）は、多数の支承部（４１２、４１２’、４２６）を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項６】
前記光学素子（３００）は、前記第１の構成要素（４０２）内および／または前記第２の構成要素（４０４）内に形状嵌め係合で受け入れられる、請求項１から５のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項７】
前記第１の構成要素（４０２）および前記第２の構成要素（４０４）は、リング形状であり、前記第２の構成要素（４０４）は前記第１の構成要素（４０２）に形状嵌めおよび／または圧力嵌め係合で接続される、請求項１から６のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項８】
前記支承部（４１２、４１２’、４２６）は、リング形状である、請求項７に記載の光学系。
【請求項９】
前記第１の構成要素（４０２）および前記第２の構成要素（４０４）は、板状であり、前記第２の構成要素（４０４）は形状嵌めおよび／または圧力嵌め係合で前記第１の構成要素（４０２）に接続される、請求項１から６のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１０】
前記支承部（４１２、４１２’、４２６）は、ウェブ形状である、請求項９に記載の光学系。
【請求項１１】
前記光学素子は、プリズム体（３１０）、ミラー（１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２２、１３０、Ｍ１〜Ｍ６）またはレンズ（１２８）である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の光学系（２００）を有する、リソグラフィ装置（１００Ａ、１００Ｂ）。
【請求項１３】
リソグラフィ装置（１００Ａ、１００Ｂ）用の光学系（２００）を製造する方法であって、
（ａ）第１の構成要素（４０２）と第２の構成要素（４０４）との間に光学素子（３００）を配置するステップ（Ｓ１）であり、前記構成要素（４０２、４０４）のうちの少なくとも１つは、前記光学素子（３００）と接触し、形状記憶合金を有する支承部（４１２、４１２’、４２６）を備える、ステップ（Ｓ１）と、
（ｂ）前記第１の構成要素４０２と前記第２の構成要素４０４との間に圧力嵌め係合で前記光学素子（３００）を保持するために、前記第１の構成要素（４０２）および／または前記第２の構成要素（４０４）にクランプ力（ＦＫ）をかけるステップ（Ｓ２）と、
（ｃ）前記支承部（４１２、４１２’、４２６）を疑似弾性変形させるステップ（Ｓ３）と、
を有する、光学系の製造方法。
【請求項１４】
前記第１の構成要素（４０２）および／または前記第２の構成要素（４０４）は、前記ステップ（ｃ）の前に調整力（ＦＥ）を受け、前記支承部（４１２、４１２’、４２６）は、前記調整力（ＦＥ）によって弾性変形する、請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記支承部（４１２、４１２’、４２６）の前記疑似弾性変形（Ｓ３）において、前記支承部４１２、４１２’、４２６と前記光学素子（３００）との間の接触面（４４０、４４０’）が拡大される、請求項１３または１４に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ装置用の光学系、そのような光学系を有するリソグラフィ装置、およびそのような光学系を製造する方法に関する。
【関連出願の相互参照】
【０００２】
本出願は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、ドイツ特許出願ＤＥ １０  ２０１６  ２１５  ５４０．７（２０１６年８月１８日に出願）の優先権を主張する。
【背景技術】
【０００３】
マイクロリソグラフィは、例えば集積回路などの微細構造化構成要素を製造するために使用される。マイクロリソグラフィプロセスは、照明系と投影系とを備えるリソグラフィ装置を用いて行われる。この場合、照明系によって照明されたマスク（レチクル）の像は、マスク構造を基板の感光性コーティングに転写するために、感光層（フォトレジスト）で被覆され投影系の像平面内に配置された基板（例えばシリコンウェハ）上に、投影系によって投影される。
【０００４】
投影系は、多数の屈折光学素子および／または反射光学素子、例えばレンズまたはミラーを有することができる。各光学素子は、保持装置、特にマウント内に受け入れまたは保持することができる。この場合、光学素子と保持装置との間に圧力嵌めまたは摩擦および／または形状嵌め接続を設けることができる。リソグラフィ装置の動作中、光学素子を移動させ、加速させることができる。光学素子とそれに割り当てられた保持装置との間の相対移動は望ましくない。
【０００５】
保持装置に対する光学素子の位置を固定するために、光学素子を保持装置の２つの構成要素間でクランプする規定のクランプ力が必要とされる。光学素子の加速中、クランプ力から生じる摩擦力は、光学素子に作用する加速力とは反対に作用する。したがって保持装置に対する光学素子の移動を防止するためには、摩擦力が常に加速力より勝っているか、少なくとも同等であることが必要である。それゆえ、クランプ力は常に十分なレベルに維持されなければならない。
【０００６】
光学素子を調整するためには、光学素子と保持装置との接触面ができるだけ小さいことも必要であり、好ましくは点状または線状の接触を含む。しかしながら、点状または線状の接触は、２つの接続相手間のいわゆる面圧の程度の観点からは好ましくない。許容面圧を超えると、これは応力光学素子の光学特性の望ましくない応力誘起変化をもたらす可能性がある。
【０００７】
したがって、光学素子を調整するためには、光学素子と保持装置との接触面をできるだけ小さくすることが必要であり、面圧を下げるためには、接触面をできるだけ大きくする必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この背景に対して、本発明の目的は改良された光学系を利用可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
したがって、リソグラフィ装置用の光学系を提案する。光学系は、第１の構成要素、第２の構成要素、および第１の構成要素と第２の構成要素との間に圧力嵌め係合で保持され、このためにクランプ力を受ける光学素子を有し、構成要素のうちの少なくとも一つは、光学素子と接触し、形状記憶合金を有する支承部を備える。
【００１０】
特に、支承部の疑似弾性変形において、光学素子と少なくとも１つの構成要素との接触面が増大し、支承部に設けられた丸みの半径が大きくなる。この表面増大は、光学素子と支承部との間の面圧の低減をもたらす。半径の増加は、ヘルツ応力を減少させる。これは、光学素子の特性、特に光学特性の影響を防止する。さらに、表面を増大させることにより、光学素子と支承部との間の熱伝導も向上する。従って、既知の光学系と比較して、一定のクランプ力で応力を低減してクランピングを向上させること、接触面が大きくなることによって熱伝導を向上させること、および面圧を低減することが可能となる。
【００１１】
特に、形状記憶合金は疑似弾性変形が可能である。支承部は、クランプ距離の分だけ疑似弾性変形することが好ましい。光学系の保持装置は、第１の構成要素と第２の構成要素とを備えることができる。保持装置はマウントとも呼ばれる。支承部は、形状記憶合金から一部または全体を製造することができる。支承部は、特に材料結合によって、構成要素のうちの１つと一体に形成することができる。すなわち、支承部と対応する構成要素は、互いに凝集結合され、一体の構成要素を形成する。凝集結合では、結合相手は原子間力または分子間力によって一緒に結合される。凝集結合は、結合手段の破壊によってのみ分離することができる、引き離し不可能な結合である。あるいは、支承部と対応する構成要素は、互いに堅く連結される２つの別個の構成要素であり得る。構成要素は、接続要素、特にネジを用いて互いに接続することができる。接続要素を用いて、構成要素間に配置された光学素子は、クランプ力を受けることができる。各構成要素は支承部を備えることができる。
【００１２】
形状記憶合金は、マルテンサイト組織とオーステナイト組織との間で変態可能な金属材料である。形状記憶合金は、オーステナイトと呼ばれる高温相とマルテンサイトと呼ばれる低温相とを有することができる。相転移を開始するためには、温度と機械的応力のパラメータは等しい価にする。すなわち、変態は、熱だけでなく、クランプ力から生じる機械的応力によっても引き起こすことができる。
【００１３】
形状記憶合金では、通常の弾性変形に加えて、外力の作用による可逆的な形状変化を観察することが可能である。この挙動の原因は、原子の結合力ではなく、材料内の相転移である。形状記憶合金は、このためにオーステナイト構造を有する高温相にある。外部応力下で、面心立方オーステナイトは正方晶に歪んだマルテンサイトに変態する。除荷すると、マルテンサイトはオーステナイトに戻る。各原子は転移中にその隣接原子を保持するので、これは無拡散相転移とも呼ばれる。したがって、この特性は疑似弾性挙動と呼ばれる。除荷すると、材料はその内部応力によって元の形状に戻る。これは温度変化を必要としない。
【００１４】
したがって、疑似弾性または超弾性は、外力の作用によって引き起こされ、オーステナイトからマルテンサイトへの無拡散相転移に基づく、形状記憶合金の形状の可逆的変化として理解されるべきである。この相転移は可逆的である。つまり、力が作用しなくなるとすぐに、マルテンサイトはオーステナイトに戻る。
【００１５】
形状記憶合金は、ニッケル‐チタン（ＮｉＴｉ）または銅‐亜鉛‐アルミニウム（ＣｕＺｎＡｌ）を有することができる。好ましいことには、ＮｉＴｉおよびＣｕＺｎＡｌは適切な形状記憶合金である。さらに、とりわけ、チタン‐ニッケル‐銅（ＴｉＮｉＣｕ）および／またはチタン‐ニッケル‐パラジウム（ＴｉＮｉＰｄ）合金を使用することによって、ヒステリシス挙動を低減することができる。
【００１６】
形状記憶合金の疑似弾性は、特に温度依存である。疑似弾性を利用できるときの作業点は、材料処理および合金組成に依存する。例えば、作業点は２２℃であり得、２０℃から１００℃のプロセス温度範囲で確実にクランプすることができる。
【００１７】
一実施形態によれば、支承部は、疑似弾性変形していない状態で、光学素子に点状または線状に接触する。
【００１８】
点状または線状の接触により、光学素子を調整することができる。調整中、光学素子は、第１の構成要素および／または第２の構成要素に対して配向することができる。
【００１９】
さらなる実施形態によれば、疑似弾性変形していない状態の支承部は、それぞれ２つ以上の点接触および２つ以上の線接触で、点状または線状に光学素子に接触する。
【００２０】
例えば、支承部は、二点接触により光学素子と接触する。支承部の疑似弾性変形の後、支承部はもはやいくつかの点では光学素子と接触するのではなく、代わりに大きな接触面で接触する。
【００２１】
さらに他の実施形態によれば、支承部の疑似弾性変形していない状態における支承部と光学素子との接触面は、支承部の疑似弾性変形状態における支承部と光学素子との接触面よりも小さい。
【００２２】
支承部の疑似弾性変形において、支承部の体積は変化せず、支承部の形状のみが変化する。
【００２３】
さらなる実施形態によれば、第１の構成要素および／または第２の構成要素はそれぞれの場合において、多数の支承部を備える。
【００２４】
例えば、第１の構成要素および／または第２の構成要素はそれぞれ、２つ以上の支承部を備え得る。支承部は、任意の所望の方法で互いに対して配向することができる。
【００２５】
さらなる実施形態によれば、光学素子は、第１の構成要素および／または第２の構成要素に形状嵌め係合で受け入れられる。
【００２６】
形状嵌め接続は、一方を他方の内側に、または一方を他方の後ろに係合させる少なくとも２つの接続相手によって得られる。特に、第１の構成要素は、光学素子が受け入れられる受け部を備える。受け部は、光学素子の円筒形の外側輪郭に対応する、円筒形の内側輪郭を有することができる。
【００２７】
さらなる実施形態によれば、第１の構成要素および第２の構成要素はリング形状であり、第２の構成要素は第１の構成要素への形状嵌めおよび／または圧力嵌め係合で接続される。
【００２８】
圧力嵌め接続は、互いに接続すべき表面上の垂直力、この場合にはクランプ力を想定する。圧力嵌め接続は、摩擦係合によって得ることができる。したがって、圧力嵌め接続は摩擦接続とも呼ばれる。第１の構成要素はマウントと呼ぶことができ、第２の構成要素はクランプリングと呼ぶことができる。
【００２９】
さらなる実施形態によれば、支承部はリング形状である。
【００３０】
支承部は、周方向に閉じた輪郭を有することができる。あるいは、輪郭は途切れることもあり、例えば、リング状に配置された多数の点状接触部位を備え得る。
【００３１】
さらなる実施形態によれば、第１の構成要素および第２の構成要素はプレート形状であり、第２の構成要素は第１の構成要素への形状嵌めおよび／または圧力嵌め係合で接続される。
【００３２】
第１の構成要素は、光学素子の方を向いたその前面から延在する２つの隆起形状の支承部を有するプレート形状の基部を有することができる。支承部は、互いに平行かつ互いに離間して配置されていることが好ましい。前面からの支承部のそれぞれの高さは変化してもよい。すなわち、支承部を前面に対してわずかに傾斜させることができる。高さの差は数μｍであってもよい。支承部は、反対方向に傾斜しているのが好ましい。
【００３３】
さらなる実施形態によれば、支承部はウェブ形状である。
【００３４】
「ウェブ形状」とは、ここではリブ状の幾何学的形状として理解されるのが好ましい。支承部は、直線状、すなわち湾曲していないことが好ましい。
【００３５】
さらなる実施形態によれば、光学素子はプリズム体、ミラーまたはレンズである。
【００３６】
光学素子は電磁放射、特に光を、屈折または反射することができる。光学素子は、例えば、石英ガラス、光学ガラスまたはフッ化カルシウムを有することができ、あるいは光学ガラス、石英ガラスまたはフッ化カルシウムから製造することができる。光学素子は、例えば、互いに反対側に配置された２つの光学的有効面を備えることができる。光学的有効面は表面改質されていてもよく、特に被覆されていてもよい。光学的有効面は平面でも湾曲していてもよく、特に球状に湾曲していてもよい。
【００３７】
そのような光学系を有するリソグラフィ装置をさらに提案する。
【００３８】
リソグラフィ装置はいくつかの光学系を備えることができる。リソグラフィ装置は、ＥＵＶリソグラフィ装置またはＤＵＶリソグラフィ装置とすることができる。ＥＵＶは「極端紫外線」を表し、０．１〜３０ｎｍの間の作業光の波長を指す。ＤＵＶは「深紫外線」を表し、３０〜２５０ｎｍの間の作業光の波長を指す。
【００３９】
リソグラフィ装置用の光学系を製造する方法をさらに提案する。この方法は、（ａ）第１の構成要素と第２の構成要素との間に光学素子を配置するステップであり、構成要素のうちの少なくとも１つは、光学素子と接触し、形状記憶合金を有する支承部を備える、ステップと、（ｂ）第１の構成要素と第２の構成要素との間に圧力嵌め係合で光学素子を保持するために、第１の構成要素および／または第２の構成要素にクランプ力を加えるステップと、（ｃ）支承部を疑似弾性変形させるステップと、を含む。
【００４０】
この方法はまた、光学素子を調整するステップを含むこともでき、このステップはステップ（ｂ）の前に実行される。好ましくは、ステップ（ｂ）および（ｃ）は同時に行う。特に、支承部はクランプ距離の分だけ疑似弾性変形する。クランプ力は、第２の構成要素に接続されている第１の構成要素によって、特にネジ止めによって加えることができる。ステップ（ａ）では、光学素子を第１の構成要素の受け部内に配置することができる。形状記憶合金はステップ（ｃ）において疑似弾性変形し、ここでオーステナイトはマルテンサイトに変態する。この変態は完全である必要はない。応力誘起マルテンサイトの部分的な変態は、疑似弾性効果を利用するのに十分である。変態は可逆的である。変態は特に応力誘起マルテンサイトの形成である。オーステナイト状態はエネルギー的に高温状態に対応するので、材料は除荷されるとこの状態に戻る。
【００４１】
一実施形態によれば、第１の構成要素および／または第２の構成要素は、ステップ（ｃ）の前に調整力を受け、支承部は調整力によって弾性変形する。
【００４２】
調整力はクランプ力以下である。支承部の弾性変形では、疑似弾性変形のレベルに達するまで調整力が大きくなる。その後、調整力は、膨張に伴った疑似弾性変形の間にごくわずかしか増加しない。調整力は、クランプ力に達して支承部が疑似弾性変形している間に、最大８％まで膨張することができる。
【００４３】
他の実施形態によれば、支承部の疑似弾性変形において、支承部と光学素子との接触面が拡大する。
【００４４】
ステップ（ｃ）において、光学素子と接触する支承部の丸みの半径もまた拡大する。このようにして、ヘルツ応力が軽減される。拡大された接触面は、光学素子と少なくとも１つの構成要素との間の熱伝導を改善する。光学素子の光学特性の熱誘起変化を防ぐために光学素子から除去すべき熱は、電磁放射と光学素子との相互作用を通して、後者に導入され得る。接触面が拡大すると、面圧も低下する。
【００４５】
本発明のさらなる可能な実施態様はまた、例示的な実施形態に関して上記または下記に記載されている特徴、または実施形態に明示的に言及されていない組み合わせも含む。これに関して、当業者はまた、改良または追加として、本発明のそれぞれの基本形態に個々の態様を追加するであろう。
【００４６】
本発明のさらなる有利な構成および態様は、従属請求項、および以下に記載される本発明の例示的実施形態の主題である。以下の本文では、添付の図面を参照しながら、好ましい実施形態に基づいて本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１Ａ】ＥＵＶリソグラフィ装置の一実施形態の概略図である。
【図１Ｂ】ＤＵＶリソグラフィ装置の一実施形態の概略図である。
【図２】光学系の一実施形態の概略断面図である。
【図３】光学系のさらなる実施形態の概略斜視図である。
【図４】図３による光学系用の構成要素の一実施形態の概略斜視図である。
【図５】光学系のさらなる実施形態の概略断面図である。
【図６】図５による光学系の概略平面図である。
【図７】形状記憶合金の概略的な力−距離図である。
【図８】光学系のさらなる実施形態の概略断面図である。
【図９】図８による光学系の概略平面図である。
【図１０】光学系の製造方法の一実施形態の概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
同一の要素または同一の機能を有する要素には、特に断らない限り、図面において同じ参照符号が与えられている。この場合、参照符号が複数の参照線を有する限りにおいて、これは対応する要素が複数存在することを意味する。隠された細部を指す参照符号線は破線で示されている。図中の図解は必ずしも一定の縮尺ではないことにも留意されたい。
【００４９】
図１Ａは、ビーム整形兼照明系１０２と投影系１０４とを備えるＥＵＶリソグラフィ装置１００Ａの概略図を示す。ＥＵＶは「極端紫外線」を表し、０．１〜３０ｎｍの間の作業光の波長を指す。ビーム整形兼照明系１０２および投影系１０４はそれぞれ真空ハウジング（図示せず）内に設けられ、各真空ハウジングは排気装置（図示せず）を用いて排気される。真空ハウジングは機械室（図示せず）によって囲まれており、その中には光学素子を機械的に移動または調整するための駆動装置が設けられている。また、この機械室には、電気制御装置などを設けることもできる。
【００５０】
ＥＵＶリソグラフィ装置１００Ａは、ＥＵＶ光源１０６Ａを備える。ＥＵＶ光源１０６Ａとしては、例えば、ＥＵＶ範囲（極端紫外線範囲）で５ｎｍ〜２０ｎｍの波長範囲の放射１０８Ａを放射するプラズマ源（またはシンクロトロン）を設けることができる。ビーム整形兼照明系１０２では、ＥＵＶ放射１０８Ａは集束され、所望の動作波長がＥＵＶ放射１０８Ａから除去される。ＥＵＶ光源１０６Ａによって生成されるＥＵＶ放射１０８Ａは、空気中での透過率が比較的低いため、ビーム整形兼照明系１０２内および投影系１０４内のビームガイド空間は排気する。
【００５１】
図１Ａに示されるビーム整形兼照明系１０２は、５つのミラー１１０、１１２、１１４、１１６、１１８を有する。ビーム整形兼照明系１０２を通過した後、ＥＵＶ放射１０８Ａはフォトマスク（レチクルと呼ばれる）１２０上に導かれる。フォトマスク１２０も同様に反射光学素子として形成され、系１０２、１０４の外側に配置することができる。さらに、ＥＵＶ放射１０８Ａは、ミラー１２２によってフォトマスク１２０上に向けることができる。フォトマスク１２０は、投影系１０４によって縮小された形でウェハ１２４などの上に結像される構造を有する。
【００５２】
投影系１０４（投影対物レンズとも呼ばれる）は、フォトマスク１２０をウェハ１２４上に結像させるための６つのミラーＭ１からＭ６を有する。この場合、投影系１０４の個々のミラーＭ１〜Ｍ６は、投影系１０４の光軸１２６に対して対称に配置することができる。ＥＵＶリソグラフィ装置１００Ａのミラーの数は、図１Ａに示した数に限定されないことに留意されたい。より多いまたはより少ない数のミラーを設けることもできる。さらに、ミラーは一般にビーム整形のためにその前面が湾曲している。
【００５３】
図１Ｂは、ビーム整形兼照明系１０２および投影系１０４を備えるＤＵＶリソグラフィ装置１００Ｂの概略図を示す。ＤＵＶは「深紫外線」を表し、３０〜２５０ｎｍの間の作業光の波長を指す。図１Ａを参照して既に説明したように、ビーム整形兼照明系１０２および投影系１０４は、真空ハウジング内に配置することができ、および／または対応する駆動機器を有する機械室によって囲むことができる。
【００５４】
ＤＵＶリソグラフィ装置１００Ｂは、ＤＵＶ光源１０６Ｂを有する。一例として、例えば１９３ｎｍのＤＵＶ範囲内の放射１０８Ｂを放出するＡｒＦエキシマレーザを、ＤＵＶ光源１０６Ｂとして設けることができる。
【００５５】
図１Ｂに示すビーム整形兼照明系１０２は、ＤＵＶ放射１０８Ｂをフォトマスク１２０上に導く。フォトマスク１２０は、透過性光学素子として具体化され、システム１０２、１０４の外側に配置することができる。フォトマスク１２０は、投影系１０４によって縮小された形でウェハ１２４などに結像される構造を有する。
【００５６】
投影系１０４は、フォトマスク１２０をウェハ１２４上に結像させるための複数のレンズ１２８および／またはミラー１３０を有する。この場合、投影系１０４の個々のレンズ１２８および／またはミラー１３０は、投影系１０４の光軸１２６に対して対称に配置することができる。ＤＵＶリソグラフィ装置１００Ｂのレンズおよびミラーの数は図１Ｂに示した数に限定されないことに留意されたい。より多いまたはより少ない数のレンズおよび／またはミラーを設けることもできる。さらに、ミラーは一般にビーム整形のためにその前面が湾曲している。
【００５７】
最後のレンズ１２８とウェハ１２４との間の隙間は、１より大きい屈折率を有する液体媒体１３２によって置き換えることができる。液体媒体は、例えば、高純度の水であり得る。このような構成は液浸リソグラフィとも呼ばれ、フォトリソグラフィの解像度が向上する。
【００５８】
図２は、光学系２００の概略断面図を示している。光学系２００は、リソグラフィ装置１００Ａ、１００Ｂの一部とすることができる。例えば、光学系２００は、ビーム整形兼照明系１０２または投影系１０４の一部とすることができる。光学系２００は光学素子３００を備える。光学素子３００は、屈折型、特に光屈折型の光学ユニット、例えばレンズ１２８の１つ、または反射型、特に光反射型の光学ユニット、例えばミラー１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２２、１３０またはＭ１〜Ｍ６の１つとすることができる。
【００５９】
図２に示す光学素子３００はレンズである。光学素子３００は、外周が円筒形の外側輪郭３０２を有する、実質的に円筒形の構成を有することができる。光学素子３００はさらに光学的有効面３０４、３０６を有することができる。例えば、第１の光学的有効表面３０４は凸面であり得、そして第２の光学的有効表面３０６は平面であり得る。両方の光学的有効面３０４、３０６を凹状または凸状にすること、あるいは光学的有効面３０４、３０６の一方を凹状にし、他方の光学的有効面３０４、３０６を凸状または平面にすることも可能である。光学的有効面３０４、３０６の一方または両方は球形、すなわちボール形状であり得る。光学素子３００は、ガラス、特に石英ガラス、または他の所望の材料、例えばフッ化カルシウムを有することができる。光学素子３００は、対称軸または中心軸３０８に対して回転対称になるように構成することができる。
【００６０】
光学系２００は、光学素子３００を把持または保持するための保持装置４００をさらに備える。保持装置４００はマウントとも呼ぶことができる。保持装置４００は、第１の構成要素４０２と第２の構成要素４０４とを備え、それらの間に光学素子３００がクランプされる。第１の構成要素４０２は、光学素子３００がその中に把持されるマウントであり得る。マウントは、参照符号４０２によって示すことができる。第２の構成要素４０４はクランプリングであり得る。クランプリングは、参照符号４０４によって示すことができる。
【００６１】
第１の構成要素４０２は、光学素子３００を受け入れるための受け部４０６を有することができる。受け部４０６は、円筒形の内側輪郭４０８を有することができる。内側輪郭４０８は、光学素子３００の外側輪郭３０２に対応する。光学素子３００は、例えば隙間嵌めを用いて、その外側輪郭３０２を内側輪郭４０８内に受容させることができる。受け部４０６は、光学素子３００に接触しない底面４１０をさらに備える。
【００６２】
光学素子３００をその上に支える支承部４１２が、底面４１０から光学素子の方向に延在している。支承部４１２は、受け部４０６の周りにリング状に延在することができる。支承部４１２は、特に材料結合によって、第１の構成要素４０２と一体に形成することができる。あるいは、支承部４１２はまた、第１の構成要素４０２に堅固に接続される別個の構成要素として設計することもできる。支承部４１２は、光学素子３００に向けられた丸み４１４を有する。丸み４１４は、例えば１ミリメートルの半径を有することができる。光学素子３００は、丸み４１４上に直線的に光学的有効面３０６を有する。
【００６３】
支承部４１２は、形状記憶合金を含むか、または形状記憶合金から製造される。第１の構成要素４０２全体を形状記憶合金から製造することができる。
【００６４】
形状記憶合金は、マルテンサイト組織とオーステナイト組織との間で変態可能な金属材料である。形状記憶合金は、オーステナイトと呼ばれる高温相とマルテンサイトと呼ばれる低温相とを有することができる。相転移の開始に関して、温度および機械的応力のパラメータは等しい値である。すなわち、転移は熱的だけでなく機械的応力によっても引き起こされ得る。
【００６５】
いわゆる双方向記憶効果では、両方の相は、例えば温度の変化によって一方を他方に併合することができる。いわゆる一方向記憶効果では、加熱時に一回限りの形状変化が生じる。しかし、冷却だけでは形状は変化しない。調整要素としてアクチュエータに使用することができる形状記憶合金は、例えばばねの形態で使用されるリセット要素によって再びその「冷たい形状」に戻ることができる。
【００６６】
形状記憶合金では、通常の弾性変形に加えて、外力の作用による可逆的な形状変化を観察することが可能である。この挙動の原因は、原子結合力ではなく、材料内の相転移である。形状記憶合金は、このためにオーステナイト構造を有する高温相にある。外部応力下では、面心立方構造のオーステナイトは正方晶歪（体心立方晶、正方晶歪格子）マルテンサイト（応力誘起マルテンサイト）に変態する。除荷すると、マルテンサイトはオーステナイトに戻る。各原子は変態中にその隣接原子を保持するので、これは無拡散相変態とも呼ばれる。したがって、この特性は疑似弾性挙動と呼ばれる。除荷すると、材料はその内部応力によって元の形状に戻る。これは温度変化を必要としない。
【００６７】
形状記憶合金は、ＮｉＴｉまたはＣｕＺｎＡｌを有することができる。有利なことに、ＮｉＴｉおよびＣｕＺｎＡｌは適切な形状記憶合金である。さらに、ヒステリシス挙動は、とりわけＴｉＮｉＣｕおよび／またはＴｉＮｉＰｄ合金を使用することによって低減することができる。
【００６８】
第１の構成要素４０２は、第２の構成要素４０４を受け入れるための受け部４１６をさらに備える。受け部４１６は、円筒形の内側輪郭４１８および平らな底面４２０を備える。底面４１０、４２０は、互いに平行に配置された２つの平面を形成することができる。内側輪郭４０８、４１８は、互いに同軸に配置することができる。ベベル４２２が底面４２０と内側輪郭４０８との間に設けられている。
【００６９】
第２の構成要素４０４は、受け部４１６に収容される。このために、第２の構成要素４０４は、受け部４１６の内側輪郭４１８に収容される円筒形の外側輪郭４２４を有する。例えば、外側輪郭４２４は、隙間嵌めによって内側輪郭４１８内に受容され得る。
【００７０】
第２の構成要素４０４は、光学素子３００上、特に光学的有効面３０４上に直線的に支持する支承部４２６を備える。支承部４２６は、第２の構成要素４０４の周りにリング状に延在することができる。支承部４２６は、リング状の第２の構成要素４０４の周縁によって形成することができる。支承部４２６は、特に材料結合によって、第２の構成要素４０４と一体に形成することができる。あるいは、支承部４２６はまた、第２の構成要素４０４に堅固に接続される別個の構成要素として設計することもできる。
【００７１】
支承部４２６は、光学素子３００に向けられた丸み４２８を有する。丸み４２８は、例えば１ミリメートルの半径を有することができる。丸み４２８は、光学素子３００の光学的有効面３０４上に点状または直線状に当接している。支承部４２６も同様に形状記憶合金を有することができ、または形状記憶合金から製造することができる。第２の構成要素４０４全体を形状記憶合金から製造することができる。あるいは、支承部４２６は他の材料、例えば鋼を有することもできる。
【００７２】
さらに、保持装置４００はまた、少なくとも１つの接続要素４３０、好ましくは第１の構成要素４０２を第２の構成要素４０４に接続する多数の接続要素４３０を備える。接続要素４３０は、好ましくはネジである。
【００７３】
保持装置４００内で光学素子３００を把持するために、まず光学素子３００を第１の構成要素４０２の受け部４０６に挿入する。光学素子３００の外側輪郭３０２は、ここでは、受け部４０６の内側輪郭４０８内に隙間嵌めで配置することができる。
【００７４】
図３は、光学系２００のさらなる実施形態の概略斜視図を示す。光学系２００のこの実施形態では、光学素子３００はレンズ形状ではなくロッド形状である。例えば、光学素子３００はプリズム体３１０、特にプリズム状のフッ化カルシウム体である。光学素子３００は、２つの保持装置４００に受け入れられている。
【００７５】
図４に概略斜視図で示されている第１の構成要素４０２、および第２の構成要素４０４は、プレート状である。第２の構成要素４０４は、光学素子３００の周りに係合するグリップ部分４３２、４３４を備える。例えば、４つのグリップ部４３２、４３４が設けられる。第２の構成要素４０４は、いくつかの接続要素４３０を用いて第１の構成要素４０２に接続されている。第２の構成要素４０４はまた、バネ要素（図４には図示せず）を有することができ、それによって、光学素子３００は、第２の構成要素４０４が固定されている別の構成要素から機械的に切り離される。
【００７６】
図４が示すように、第１の構成要素４０２は、光学素子３００に向けられた前面４３８から外側に延在する２つの隆起形状の支承部４１２を有する、プレート状の基部４３６を有する。支承部４１２は、互いに平行にかつ互いに離間して配置されている。前面４３８からの支承部４１２のそれぞれの高さは変えることができる。すなわち、支承部４１２は前面４３８に対してわずかに傾斜していてもよい。高低差は数μｍであってもよい。支承部４１２は、反対方向に傾斜していることが好ましい。
【００７７】
光学系２００の機能について以下に説明する。このために、光学系２００を非常に抽象的な形で示している図５および図６を参照する。これらの図は、光学素子３００と第１の構成要素４０２、特に第１の構成要素４０２の支承部４１２との間の接触のみを詳しく示している。同じ詳細が、第２の構成要素４０４、特に第２の構成要素４０４の支承部４２６にも同様に当てはまる。
【００７８】
図５および図６は、ｘ方向または第１の空間方向ｘ、ｙ方向または第１の空間方向ｘと直交する第２の空間方向ｙ、およびｚ方向または第１の空間方向ｘおよび第２の空間方向ｙに対して直交している第３の空間方向ｚを有する座標系を示す。
【００７９】
光学素子３００は、保持装置４００内に形状嵌めまたは圧力嵌め係合で保持される。例えば光学系２００の加速の場合に、光学素子３００の位置を保持装置４００に対して固定するためには、光学素子３００を構成要素４０２、４０４の間にクランプするのに所定のクランプ力ＦＫが必要とされる。
【００８０】
光学素子３００と支承部４１２との間の摩擦力ＦＲは、最も簡単なケースでは、クランプ力ＦＫと摩擦係数との積から導出される。摩擦係数は、２つの物体間の押応力に関連した、摩擦力のための無次元尺度である。したがって摩擦力ＦＲの程度は摩擦係数に依存する。
【００８１】
光学系２００の加速中、摩擦力ＦＲは、光学素子３００に作用する加速力ＦＢとは反対に作用する。摩擦力ＦＲが加速力ＦＢ以上である限り、光学素子３００は保持装置４００に対して移動しない。つまり、保持装置４００に対する光学素子３００の相対移動を防止するためには、クランプ力ＦＫを常に維持する必要がある。
【００８２】
一方では、光学素子３００を調整するために、光学素子３００と構成要素４０２、４０４との間の接触面ができるだけ小さいこと、好ましくは点状または線状の接触を含むことが必要である。支承部４１２に設けられた丸み４１４を用いて、線状接触を達成することができる。他方では、点状または線状の接触は、２つの接続相手、例えば光学素子３００と第１の構成要素４０２または第２の構成要素４０４との間の許容面圧のレベルの点で好ましくない。
【００８３】
面圧は、２つの固体、例えば光学素子３００と第１の構成要素４０２または第２の構成要素４０４との間の接触面当たりの力として理解される。したがって、面圧の大きさは接触面のサイズに依存する。接触面が大きいほど、面圧は低くなる。線形弾性材料の場合、面圧は通常、半空間理論に基づいて計算される。ヘルツ応力方程式は、特定の単体に対して使用できる。
【００８４】
ヘルツ応力は、２つの弾性体の接触面の中心に広がる最大の応力として理解される。曲面を有する２つの剛体が互いに押し付けられると、理想的な場合には、それらは互いに直線的または点状にのみ接触する。しかしながら、実際には、接触部位における弾性は、平坦化および接触面をもたらし、また両方の物体における接触面上に特徴的な応力分布、すなわち面圧を引き起こす。
【００８５】
接触面のサイズおよび形状ならびに接触面下の機械的応力のレベルおよび分布は、ヘルツに従って計算することができる。したがって、ヘルツ応力のレベルは、２つの物体が互いに押し付けられる力、それらの曲率半径、およびそれらの弾性率に依存する。曲率半径が大きいほど、ヘルツ応力は低くなる。
【００８６】
しかし、光学素子３００と第１の構成要素４０２および／または第２の構成要素４０４との間の圧力嵌め係合においては、材料を制限する許容面圧を超えてはならない。例えば、許容面圧を超えると、これは、応力誘起遅延、すなわち光学素子３００の光学特性、特に電磁放射の偏光または位相の変化、および特に光の光学素子２００との相互作用をもたらす可能性があり、そのような変化は、光学系２００の機能性を保証するために回避するべきである。
【００８７】
一方では光学素子３００の調整機能を保証し、他方では許容面圧を超えないようにするために、支承部４１２に使用される形状記憶合金の疑似弾性効果が利用される。さらに、高度の剛性および良好な熱伝導性を達成することも必要であり、これは、光学素子３００と第１の構成要素４０２または第２の構成要素４０４との間の適切な大きさの接触面によって得ることができる。光学素子３００に導入される熱エネルギーを光学素子３００から保持装置４００に確実に導入できるようにするためには、良好な熱伝導性が必要である。このようにして、光学素子３００の熱誘起による応力および／または変形が防止される。
【００８８】
図５に示されるように、調整力ＦＥが第１の構成要素４０２に加えられる。調整力ＦＥはクランプ力ＦＫ以下であり得る。調整力ＦＥは、取り付け力とも呼ぶことができる。調整力ＦＥを用いて、点または線の形態の初期接触領域または初期接触面４４０を、支承部４１２と光学素子３００との間に生成することができる。これにより、形状記憶合金のオーステナイトは弾性変形する。すなわち、支承部４１２と光学素子３００との間に点状または線状の接触がある。光学素子３００は、接触面４４０が小さいサイズのために特に良好に調整することができる。
【００８９】
これに関連して、図７は、使用された形状記憶合金の力‐距離図の一例の概略図を示す。形状記憶合金の特性曲線５００は、例えば第３の空間方向ｚにおける、形状記憶合金の変形時の作用力Ｆの初期線形力増加５０２を示す。例えば、力Ｆは、達成可能なクランプ力ＦＫまでは直線的に増加し、オーステナイトは弾性的に変形する。調整力ＦＥは、光学素子３００を調整するための支承部４１２の形状記憶合金の変形が、疑似弾性的にではなく弾性的にのみ起こるように、クランプ力ＦＫよりわずかに小さいか又は等しくなるように選定される。支承部４１２の弾性変形において、調整力ＦＥは、疑似弾性変形のレベルに達するまで増加する。その後、力は、膨張に伴った疑似弾性変形の間にごくわずかしか増加しない。クランプ力ＦＫに達して支承部４１２が疑似弾性的に変形する間に、支承部４１２は最大８％まで膨張し得る。
【００９０】
光学素子３００を調整すると、支承部４１２はさらに変形し、支承部４１２は、例えばクランプ距離Δｚだけ、第３の空間方向ｚに変形する（同じことが第１の空間方向ｘおよび／または第２の空間方向ｙにも当てはまる）。その時になって初めてクランプ力ＦＫが達成される。図７が示すように、形状記憶合金の特性曲線５００は、クランプ力ＦＫから始まる力平坦域５０４を有する。すなわち、クランプ距離Δｚだけ支承部４１２が変形する間、クランプ力ＦＫはもはや直線的に増加しない。形状記憶合金は疑似弾性変形し、オーステナイトはマルテンサイトに変態する。この変態は可逆的である。形状記憶合金の材料特性は、支承部４１２の幾何学的形状によって誘発されたばね剛性によって重ね合わされるので、力平坦域５０４は緩やかに上昇する。図７は、特性曲線５００のヒステリシス５０６も示す。調整力ＦＥおよびクランプ力ＦＫは、接続要素４３０を用いて加えることができる。
【００９１】
したがって、クランプ距離Δｚだけ支承部４１２が変形する間、クランプ力ＦＫはわずかにしか変化しないか、または全く変化しない。クランプ力ＦＫが変化しないかまたは僅かに変化するだけである、等しい力挙動が達成される。しかしながら、支承部４１２の幾何学的形状は変化し、その変形状態は図５に参照符号４１２’で示されている。支承部４１２の体積は、その変形中に変化しない。しかしながら、支承部４１２の変形の結果として、初期接触面４４０は拡大して最終接触面４４０’となる。さらに、丸み４１４の半径Ｒ４１４も増加する。変形後の丸みは参照符号４１４’で示されている。変形後の半径は、参照符号Ｒ４１４’で示されている。
【００９２】
形状記憶合金の疑似弾性は温度に依存する。疑似弾性を利用することができるときの作業点は、材料処理および合金組成に依存する。例えば、作業点は２２℃であり得、２０℃から１００℃のプロセス温度範囲で確実にクランプすることができる。
【００９３】
表面の拡大は、光学素子３００と支承部４１２との間の面圧の減少をもたらす。半径Ｒ４１４の拡大は、ヘルツ応力を減少させる。これは、光学素子３００の特性、特に光学特性への望ましくない影響を防止する。さらに、表面の拡大はまた、光学素子３００と支承部４１２との間の熱伝導を改善する。したがって、既知の光学系と比較すると、一定のクランプ力ＦＫでの応力の低減およびクランピングの改善、接触面４４０がより大きくなることによる熱伝導の改善、および面圧の低減を達成することが可能である。さらに、接続部を使用する際のプロセス誘起熱膨張の面積は疑似弾性膨張範囲内にあるので、両方の相手方の熱膨張は誘起応力の増加を引き起こさない。
【００９４】
図８および図９はそれぞれ、図５および図６による光学系２００の発展形の概略断面図および概略平面図を示す。図８および図９による光学系２００を、図５および図６による光学系２００と区別する特徴のみを以下に説明する。
【００９５】
支承部４１２は、光学素子３００と一点または一列だけでなく、二点または二列で接触する。したがって、調整力ＦＥが加えられると、２つの初期接触面４４０が提供させられ、それらは互いに離間している。クランプ距離Δｚだけ支承部４１２が変形すると、支承部４１２は、それが光学素子３００上の大きな最終接触面４４０を支えるように、疑似弾性変形する。このようにして、特に低い面圧または特に低いヘルツ応力および特に良好な熱伝導を達成することが可能である。
【００９６】
図１０は、そのような光学系２００を製造する方法の概略ブロック図を示す。ステップＳ１において、光学素子３００は、第１の構成要素４０２と第２の構成要素４０４との間に配置される。構成要素４０２、４０４のうちの少なくとも１つは、光学素子３００と接触する支承部４１２、４２６を備え、この支承部は疑似弾性的に変形可能な形状記憶合金を有する。
【００９７】
ステップＳ２において、第１の構成要素４０２と第２の構成要素４０４との間に圧力嵌め係合で光学素子３００を保持するために、第１の構成要素４０２および／または第２の構成要素４０４はクランプ力ＦＫを受ける。ステップＳ３では、支承部４１２、４２６は疑似弾性変形する。ステップＳ３において、支承部４１２、４２６は、特にクランプ距離Δｚだけ疑似弾性変形する。
【００９８】
本発明を好ましい例示的な実施形態に基づいて本明細書で説明してきたが、それは決してそれらに限定されず、むしろ多種多様な方法で変更することができる。
【符号の説明】
【００９９】
100A     EUVリソグラフィ装置
100B     DUVリソグラフィ装置
102      ビーム整形兼照明系
104      投影系
106A     EUV光源
106B     DUV光源
108A     EUV放射
108B     DUV放射
110      ミラー
112      ミラー
114      ミラー
116      ミラー
118      ミラー
120      フォトマスク
122      ミラー
124      ウェハ
126      光軸
128      レンズ
130      ミラー
132      液体媒体
200      光学系
300      光学素子
302      外側輪郭
304      光学的有効面
306      光学的有効面
308      中心軸
310      プリズム体
400      保持装置
402      構成要素
404      構成要素
406      受け部
408      内側輪郭
410      底面
412      支承部
412’    支承部
414      丸み
414’    丸み
416      受け部
418      内側輪郭
420      底面
422      ベベル
424      外側輪郭
426      支承部
428      丸み
430      接続要素
432      グリップ部
434      グリップ部
436      基部
438      前面
440      接触面
500      特性曲線
502      力増加
504      力平坦域
506      ヒステリシス
F        力
FB       加速力
FE       調整力
FK       クランプ力
FR       摩擦力
M1       ミラー
M2       ミラー
M3       ミラー
M4       ミラー
M5       ミラー
M6       ミラー
R414     半径
R414’   半径
S1       ステップ
S2       ステップ
S3       ステップ
x        空間方向
y        空間方向
z        空間方向
Δz      クランプ距離
【図１Ａ】
2019526828.tif 000003
【図１Ｂ】
2019526828.tif 000004
【図２】
2019526828.tif 000005
【図３】
2019526828.tif 000006
【図４】
2019526828.tif 000007
【図５】
2019526828.tif 000008
【図６】
2019526828.tif 000009
【図７】
2019526828.tif 000010
【図８】
2019526828.tif 000011
【図９】
2019526828.tif 000012
【図１０】
2019526828.tif 000013
【国際調査報告】
2019526828.tif 000014
2019526828.tif 000015